Глава III. Неметаллы и их соединения. Практическая работа 4. Получение аммиака и изучение его свойств — с. 94
Практическая работа 4. Получение аммиака и изучение его свойств. Получение аммиака и его водного раствора.
1. На листке бумаги перемешайте приблизительно равные массы кристаллических хлорида аммония NH₄Cl и гидроксида кальция Ca(OH)₂ (например, по два шпателя того и другого вещества).
2. Приготовленную смесь внесите в пробирку на 1/5 её объёма.
3. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой и проверьте прибор на герметичность.
4. Закрепите прибор в штативе горизонтально с небольшим наклоном в сторону пробки так, чтобы отверстие пробирки было чуть ниже дна: это связано с тем, что образующиеся капли воды не должны стекать на дно, иначе пробирка может лопнуть.
5. Наденьте сухую пробирку — приёмник газа на газоотводную трубку, направленную вверх.
6. Зажгите спиртовку. Нагрейте пробирку со смесью в пламени спиртовки, соблюдая все правила.
7. Определите наличие аммиака в пробирке-приёмнике. Для этого кусочек универсальной индикаторной бумаги смочите водой и пинцетом поднесите к отверстию пробирки. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.
8. Прекратите нагревание. Снимите пробирку с аммиаком с газоотводной трубки, не переворачивая её. Конец газоотводной трубки сразу же после снятия с неё пробирки-приёмника закройте кусочком мокрой ваты.
9. Немедленно закройте отверстие пробирки-приёмника пробкой с держателем и опустите пробирку в стакан с водой. Только под водой выньте пробку из отверстия пробирки с помощью держателя.
10. Слегка покачивая пробирку, растворите собранный газ в воде. Когда вода поднимется в пробирку, снова закройте отверстие пробирки пробкой с держателем и выньте пробирку из сосуда. Изучение химических свойств водного раствора аммиака.
1. Содержимое пробирки с полученным раствором аммиака разделите на две пробирки. В одну добавьте 2—3 капли фенолфталеина. Что наблюдаете?
2. В эту же пробирку прилейте раствор соляной кислоты (или азотной кислоты) до исчезновения окраски. Запишите уравнения реакции в молекулярной и ионной формах.
3. В другую пробирку прилейте 1—2 мл раствора хлорида алюминия. Что наблюдаете? Запишите уравнения реакции в молекулярной и ионной формах.
4. Снимите ватку с газоотводной трубки и снова нагрейте пробирку со смесью гидроксида кальция и хлорида аммония.
5. Поднесите к отверстию газоотводной трубки палочку, смоченную соляной кислотой. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции. Разберите установку и приведите в порядок рабочее место. Оформите отчёт.
1. На листке бумаги перемешайте приблизительно равные массы кристаллических хлорида аммония NH₄Cl и гидроксида кальция Ca(OH)₂ (например, по два шпателя того и другого вещества).
2. Приготовленную смесь внесите в пробирку на 1/5 её объёма.
3. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой и проверьте прибор на герметичность.
4. Закрепите прибор в штативе горизонтально с небольшим наклоном в сторону пробки так, чтобы отверстие пробирки было чуть ниже дна: это связано с тем, что образующиеся капли воды не должны стекать на дно, иначе пробирка может лопнуть.
5. Наденьте сухую пробирку — приёмник газа на газоотводную трубку, направленную вверх.
6. Зажгите спиртовку. Нагрейте пробирку со смесью в пламени спиртовки, соблюдая все правила.
7. Определите наличие аммиака в пробирке-приёмнике. Для этого кусочек универсальной индикаторной бумаги смочите водой и пинцетом поднесите к отверстию пробирки. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.
8. Прекратите нагревание. Снимите пробирку с аммиаком с газоотводной трубки, не переворачивая её. Конец газоотводной трубки сразу же после снятия с неё пробирки-приёмника закройте кусочком мокрой ваты.
9. Немедленно закройте отверстие пробирки-приёмника пробкой с держателем и опустите пробирку в стакан с водой. Только под водой выньте пробку из отверстия пробирки с помощью держателя.
10. Слегка покачивая пробирку, растворите собранный газ в воде. Когда вода поднимется в пробирку, снова закройте отверстие пробирки пробкой с держателем и выньте пробирку из сосуда. Изучение химических свойств водного раствора аммиака.
1. Содержимое пробирки с полученным раствором аммиака разделите на две пробирки. В одну добавьте 2—3 капли фенолфталеина. Что наблюдаете?
2. В эту же пробирку прилейте раствор соляной кислоты (или азотной кислоты) до исчезновения окраски. Запишите уравнения реакции в молекулярной и ионной формах.
3. В другую пробирку прилейте 1—2 мл раствора хлорида алюминия. Что наблюдаете? Запишите уравнения реакции в молекулярной и ионной формах.
4. Снимите ватку с газоотводной трубки и снова нагрейте пробирку со смесью гидроксида кальция и хлорида аммония.
5. Поднесите к отверстию газоотводной трубки палочку, смоченную соляной кислотой. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции. Разберите установку и приведите в порядок рабочее место. Оформите отчёт.
Цель: получить аммиак и его водный раствор, изучить свойства раствора аммиака. Оборудование: штатив с лапкой, спиртовка, пробирки, пробка с газоотводной трубкой, пробка с держателем, стакан с водой, шпатель, пинцет, вата. Реактивы: NH₄Cl, Ca(OH)₂, универсальная индикаторная бумага, фенолфталеин, растворы HCl (или HNO₃) и AlCl₃. Правила безопасности: работать в вытяжном шкафу или при хорошем проветривании; аммиак нюхать осторожно (направляя газ рукой); спиртовку не наклонять; пробирку со смесью закрепить отверстием чуть ниже дна.
Ход работы и наблюдения.
А. Получение аммиака и его водного раствора.
1–6. Смесь NH₄Cl и Ca(OH)₂ (1/5 объёма пробирки) собрали в прибор, показанный на рисунке, проверили его на герметичность, закрепили с небольшим наклоном отверстием вниз и нагрели. Из смеси выделяется бесцветный газ с резким запахом, на стенках пробирки у пробки собираются капли воды.
2NH₄Cl + Ca(OH)₂ = CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O (t).
Аммиак собирают вытеснением воздуха в сухую пробирку, перевёрнутую вверх дном, так как он легче воздуха.
7. Влажная универсальная индикаторная бумага у отверстия приёмника синеет (рН > 7): аммиак растворяется в воде влаги и образует щёлочную среду: NH₃ + H₂O ⇄ NH₃ · H₂O ⇄ NH₄⁺ + OH⁻. Это доказывает наличие аммиака в приёмнике.
8–10. Приёмник сняли, не переворачивая, и закрыли конец трубки мокрой ватой (чтобы газ не выходил в воздух). Пробирку, закрытую пробкой, опустили в воду и под водой вынули пробку: вода быстро поднимается в пробирку, почти полностью заполняя её, так как аммиак очень хорошо растворим в воде и давление в пробирке падает. Получили раствор аммиака (аммиачную воду).
Б. Свойства водного раствора аммиака. Раствор разделили на две пробирки.
1. В первую пробирку добавили фенолфталеин: раствор стал малиновым (среда щелочная из-за ионов OH⁻).
2. Прилили соляную кислоту до исчезновения окраски (нейтрализация):
NH₃ · H₂O + HCl = NH₄Cl + H₂O — молекулярное;
NH₃ · H₂O + H⁺ + Cl⁻ = NH₄⁺ + Cl⁻ + H₂O — полное ионное;
NH₃ · H₂O + H⁺ = NH₄⁺ + H₂O — сокращённое ионное (гидрат аммиака — слабый электролит, записывается в виде молекул).
3. Во вторую пробирку прилили раствор хлорида алюминия: выпал белый студенистый осадок гидроксида алюминия:
3NH₃ · H₂O + AlCl₃ = Al(OH)₃↓ + 3NH₄Cl;
3NH₃ · H₂O + Al³⁺ + 3Cl⁻ = Al(OH)₃↓ + 3NH₄⁺ + 3Cl⁻;
3NH₃ · H₂O + Al³⁺ = Al(OH)₃↓ + 3NH₄⁺.
4–5. Ватку сняли и снова нагрели смесь; к отверстию газоотводной трубки поднесли палочку, смоченную концентрированной соляной кислотой: появился белый дым — мельчайшие кристаллы хлорида аммония:
NH₃ + HCl = NH₄Cl (кристаллы, «дым»).
Установку разобрали, рабочее место привели в порядок.
Вывод: аммиак получают нагреванием смеси хлорида аммония и гидроксида кальция и собирают вытеснением воздуха вверх дном. Это бесцветный газ с резким запахом, лёгкий, очень хорошо растворимый в воде. Водный раствор аммиака имеет щелочную реакцию (фенолфталеин малиновый, индикатор синий), реагирует с кислотами с образованием солей аммония и с солями алюминия, осаждая из них нерастворимые гидроксиды. Аммиак образует с хлороводородом «белый дым» NH₄Cl.
Ход работы и наблюдения.
А. Получение аммиака и его водного раствора.
1–6. Смесь NH₄Cl и Ca(OH)₂ (1/5 объёма пробирки) собрали в прибор, показанный на рисунке, проверили его на герметичность, закрепили с небольшим наклоном отверстием вниз и нагрели. Из смеси выделяется бесцветный газ с резким запахом, на стенках пробирки у пробки собираются капли воды.
2NH₄Cl + Ca(OH)₂ = CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O (t).
Аммиак собирают вытеснением воздуха в сухую пробирку, перевёрнутую вверх дном, так как он легче воздуха.
7. Влажная универсальная индикаторная бумага у отверстия приёмника синеет (рН > 7): аммиак растворяется в воде влаги и образует щёлочную среду: NH₃ + H₂O ⇄ NH₃ · H₂O ⇄ NH₄⁺ + OH⁻. Это доказывает наличие аммиака в приёмнике.
8–10. Приёмник сняли, не переворачивая, и закрыли конец трубки мокрой ватой (чтобы газ не выходил в воздух). Пробирку, закрытую пробкой, опустили в воду и под водой вынули пробку: вода быстро поднимается в пробирку, почти полностью заполняя её, так как аммиак очень хорошо растворим в воде и давление в пробирке падает. Получили раствор аммиака (аммиачную воду).
Б. Свойства водного раствора аммиака. Раствор разделили на две пробирки.
1. В первую пробирку добавили фенолфталеин: раствор стал малиновым (среда щелочная из-за ионов OH⁻).
2. Прилили соляную кислоту до исчезновения окраски (нейтрализация):
NH₃ · H₂O + HCl = NH₄Cl + H₂O — молекулярное;
NH₃ · H₂O + H⁺ + Cl⁻ = NH₄⁺ + Cl⁻ + H₂O — полное ионное;
NH₃ · H₂O + H⁺ = NH₄⁺ + H₂O — сокращённое ионное (гидрат аммиака — слабый электролит, записывается в виде молекул).
3. Во вторую пробирку прилили раствор хлорида алюминия: выпал белый студенистый осадок гидроксида алюминия:
3NH₃ · H₂O + AlCl₃ = Al(OH)₃↓ + 3NH₄Cl;
3NH₃ · H₂O + Al³⁺ + 3Cl⁻ = Al(OH)₃↓ + 3NH₄⁺ + 3Cl⁻;
3NH₃ · H₂O + Al³⁺ = Al(OH)₃↓ + 3NH₄⁺.
4–5. Ватку сняли и снова нагрели смесь; к отверстию газоотводной трубки поднесли палочку, смоченную концентрированной соляной кислотой: появился белый дым — мельчайшие кристаллы хлорида аммония:
NH₃ + HCl = NH₄Cl (кристаллы, «дым»).
Установку разобрали, рабочее место привели в порядок.
Вывод: аммиак получают нагреванием смеси хлорида аммония и гидроксида кальция и собирают вытеснением воздуха вверх дном. Это бесцветный газ с резким запахом, лёгкий, очень хорошо растворимый в воде. Водный раствор аммиака имеет щелочную реакцию (фенолфталеин малиновый, индикатор синий), реагирует с кислотами с образованием солей аммония и с солями алюминия, осаждая из них нерастворимые гидроксиды. Аммиак образует с хлороводородом «белый дым» NH₄Cl.